本計劃將持續一百代人，
儘管，
我們不知道五千年後的夏日，
會是怎樣的風景，
但從今天開始，
人類的勇氣與堅毅，
將永刻於星空之下，
這一絕望與希望並存，
持續千年的控溫之旅，
史稱「冷凍地球」計劃。
即使總有一天，
貝加爾湖的冰會化為水，
「冷凍地球」計劃要做的，
是讓這一天來得儘可能晚一點！
1
Q
望遠鏡，顯微鏡，放大鏡，同樣是放大物體，有什麼區別？
by 愛科學
A
上圖是顯微鏡，放大鏡以及兩種望遠鏡的光路圖，其中最明顯的區別在於放大鏡只有一個凸透鏡，其他都是至少兩組鏡子——目鏡和物鏡；共同點在於它們都有一個凸透鏡參與成像，且眼睛最終接收的都是虛像。
以下我們就從成像過程中有無實像和實像的特點，最終看到的像的特點來看看它們的異同點吧。對於顯微鏡，物鏡成放大倒立的實像，再經過目鏡成虛像；克卜勒望遠鏡成縮小倒立的實像，再經過目鏡成虛像，而事實上從光路圖看，顯微鏡和克卜勒望遠鏡的目鏡都只是一個放大鏡，它們的物鏡是利用物體在凸透鏡一倍焦距至二倍焦距和二倍焦距之外的成像原理，分別成放大倒立的實像和縮小倒立的實像；對於放大鏡，物體則在凸透鏡的一倍焦距以內，光線的反向延長線匯聚於一點，成虛像。對於兩種望遠鏡（圖C,D中的物應該離物鏡很遠，圖中將物箭頭拉近了許多），伽利略望遠鏡中沒有實像（可以用光屏承接的像），且目鏡是凹透鏡；二者之間的共同特點是目鏡和物鏡都是共焦的，放大倍數等於物鏡焦距比目鏡焦距。
最終，顯微鏡成放大倒立，左右翻轉的虛像；放大鏡成放大正立的虛像，克卜勒望遠鏡是放大倒立且左右翻轉的虛像，伽利略望遠鏡是正立的虛像。實際應用的望遠鏡都會加裝正像系統。
By 二十三
2
Q
真空中有阻力嗎？
by 華殤
A關於真空有很多種定義，這裡我們認為真空指的是沒有空氣分子。我們知道，物體在空氣中運動時會受到氣體分子的撞擊，撞擊過程中分子和物體交換動量，表現出空氣對物體運動的阻礙作用。如果沒有了空氣，顯然撞擊也不存在了，相應的空氣阻力也沒有了。
但是，沒有空氣分子就意味著沒有任何物質了嗎，顯然不是的。物質還有另一種存在形式：場。場同樣可以和物質發生相互作用，表現出力的作用。比較常見的情形是發電機中的線圈在磁場中轉動時會受到磁場施加的阻力，這種阻力將機械能轉化成電能來發電。還有一種比較常見的場景：比較高端的健身房裡的動感單車使用的都是電磁阻尼系統來增加負荷，這也是電磁場提供阻力的一個例子。
By Nothing
3
Q
如果把地球冷凍一下，溫室效應會緩解嗎？
by 洛天依
A把地球凍一下，溫室效應並不會緩解。這裡我們得簡要介紹下溫室效應是怎麼回事，我們地球之所以可以維持一個宜居的溫度，除了太陽提供熱量之外，大氣還起著非常重要的保溫作用，這個保溫作用主要是通過大氣逆輻射來實現的。太陽光向地面輸送的主要是短波輻射，地面被加熱後以長波的形式向低層大氣輻射熱量，之後大氣也被加熱；從地面輻射到大氣中的長波輻射一部分散發到外層空間，一部分則被重新反射回地表以保溫，這個輻射就是大氣逆輻射；大氣逆輻射中，被二氧化碳（溫室氣體中的主要一種）返回的熱量佔較大一部分。工業革命以來，大氣中的二氧化碳含量急劇上升，地球自身的碳循環系統沒法處理這麼大量的二氧化碳，因此，比以往更多的熱量被反射回地表，地面溫度和低層大氣的溫度逐年上升，而且氣候變暖導致海洋pH值減小（變酸），以沉積物形式存儲在海洋中的二氧化碳又被釋放，這種正反饋又加劇變暖效應。這相當於給地球穿了件棉衣，還不斷變厚，短暫的冰凍可以「得一夕安寢」，但脫掉「棉衣」才能解決根本問題呀。保護地球環境，節能減排，你我都行動起來吧！
By 二十三
4
Q
測溫槍的工作原理是什麼，為什麼雷射打在那就能測出溫度？
by 匿名
A所有溫度高於絕對零度的物體都會輻射出電磁波。幅射電磁波不是單色的，它由各種成分構成，包括可見光，紫外線，紅外線等等。
不同溫度下黑體輻出度與波長的關係
物體的溫度不同，輻射的成分也不同，低溫物體更傾向於輻射出波長較長的光，高溫物體更傾向於輻射出波長較短的光。煉鋼過程中可以很明顯的看到這種現象，低溫鋼水呈現紅色，高溫鋼水呈現出白色，這正是幅射光中波長較短的藍紫光變多，混合光看起來更像白光造成的。
根據黑體輻射的理論，幅射光的成分和物體溫度有一個對應關係，測溫槍正是利用了這個原理：測溫槍收集人體輻射出的光，經過對幅射光成分的分析可以判斷出人體溫度，整個過程並不會和人體發生接觸。值得一提的是，打出的雷射不是測溫用的，而是瞄準用的。
By Nothing
5
Q
既然氣化需要吸熱，那麼根據熱力學第二定律，當水溫比周圍環境溫度高時，水還能蒸發嗎？
by 神秘人
A與其說汽化需要吸熱不如說汽化會帶走液體中的熱量。液體汽化的物理圖像是：液體中的分子一直處於運動中，有的分子跑得快有的分子跑得慢。跑的慢的分子更容易突破液體表面的束縛跑出去變成氣體，留下的都是一些跑得比較慢的分子。所以，蒸發就是跑掉高速分子留下低速分子的過程。從宏觀上看就是液體溫度越來越低。可以看出，即使液體沒有和外界進行熱量交換分子依然可以突破液面束縛進行汽化。所以，當水溫比周圍環境高時依然可以蒸發。在生活中也經常能看到這種現象：倒在杯子裡的開水儘管比周圍溫度高但它依然在蒸發。By Nothing
6
Q
為什麼三角是最穩定的結構?
by stardrift.
A一個結構的穩定性有兩個決定因素，一是結構自身的材質，二是它的幾何結構。三角形的穩定性就是由幾何結構決定的。
對於三角形，只要三個邊的長度決定了，這個三角形就唯一確定了（兩個三角形的三條邊分別相等則兩個三角形全等）。因此，對於一個三角形來說，即使你不加任何其他的輔助，它的幾何性質就能保證他不變形。換句話說，如果它變形了，一定是結構受到到了破壞，一般是由於材料強度不夠導致的三角形的邊斷裂。但是其他多邊形不具有這個性質，比如，一個正方形四條邊相等，但是四條邊相等的多邊形還可以是一般的菱形，所以對於四邊形來說，並沒有幾何層面的原因限制它不能變形。想讓它保持穩定還需要添加其他的措施。
By Nothing
7
Q
為什麼質子數能決定元素種類，而中子數不能？
by 匿名
A元素種類是按照它的化學性質區分的（發明元素周期表的門捷列夫是化學家）。元素的化學性質可以用量子力學去解釋。這裡需要用到薛丁格方程和泡利不相容原理。
對於單電子來說，可以影響它的基態狀態的是出現在薛丁格方程中的勢場和電子數（由於泡利不相容原理的存在，已經被其他電子佔據的狀態不能再容納其他電子，這也會影響原子性質）。其中電子數完全由質子數決定，而外場幾乎不受中子數的影響，因為中子雖然有質量，但是引力相互作用太小，幾乎不對電子產生影響；
另一方面，雖然質子和中子之間存在強相互作用，但是強相互作用距離非常短，以至於電子幾乎感覺不到它的存在。因此勢場幾乎全部由質子的電場提供。這也是質子數可以決定元素的種類的原因。
By Nothing
8
Q
電線可以通過電壓的高低變化傳遞信息，光纖又是如何傳遞信息的呢？
by 九天攬月
A光纖傳輸信息簡單來說，就是利用前端接收的電信號調製雷射器（或發光二極體）輸出的光作為載體，光信號沿光纖發生全反射進行傳輸，到達目的地，再將接收到的光信號利用檢波器解調成原先的電信號。
光纖，即光導纖維，一般由纖芯，包層和塗層組成。全反射現象主要發生在纖芯和包層的界面上（纖芯的折射率比包層大），從而使光波鎖在光纖內部向前傳播。全反射原理就是利用光在不同物質中的傳播速度不同的特性，在光的入射角達到或大於某一臨界值，入射光就會被全部反射回來（折射定律可以算得這個角度）。
我們已經把光波鎖在光纖內部了，接下來我們還需要這些多次反射的光波不出現相消，實現內部區域無衰減。這個時候就要提到橫向諧振原理，簡單來說，就是波在界面來回傳播一次相位移必須是2π的整數倍，從而實現穩定的駐波。
而光纖傳遞信息主要依靠的其實是前端的調製和後端的檢波。調製常見的有亮度調製，即根據前端電信號的頻率/幅度不同改變光的強度，也就是我們常說的開關調製，通過亮滅來傳遞信號。當然光載波的傳遞還可以通過調製雷射的幅度以及相位的形式來將基帶信號調製到光波上的形式實現。
By Aaron Chen
本期答題團隊：
物理所Nothing、Aaron Chen、二十三
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編輯：不言